Fizzy Extraktion von flüchtigen organischen Verbindungen kombiniert mit atmosphärischem Druck Chemische Ionisation Quadrupol Massenspektrometrie

Das übergeordnete Ziel dieses Extraktionsverfahrens ist es, flüchtige Verbindungen aus einer flüssigen Probe freizusetzen und diese Verbindungen zum Nachweis an das Massenspektrometer zu übertragen. Diese Methode kann dazu beitragen, Schlüsselfragen im Bereich der Wissenschaft oder der Umweltchemie zu beantworten, z. B. welche flüchtigen Verbindungen in Getränken oder Abwässern enthalten sind. Der Hauptvorteil dieser Technik besteht darin, dass sie schnell und online mit massenspektrometrischer Detektion durchgeführt wird.

Die Idee zu dieser Methode kam mir, als ich an einem sonnigen Tag eine Flasche mit kohlensäurehaltigem Getränk öffnete. Die Kohlendioxidblasen setzten das Aroma des Getränks frei. Ich hatte das Gefühl, dass wir diesen Prozess im Labor leicht reproduzieren könnten.

Um dieses Verfahren zu beginnen, bereiten Sie eine Stammlösung von Limonen in Ethanol vor, indem Sie 10 Mikroliter Limonen mit 990 Mikrolitern Ethanol mischen. Um die echte Probe zuzubereiten, pressen Sie zunächst frische Limettenfrüchte auf einer Küchenpresse aus, um Limettensaft zu erhalten. Mischen Sie anschließend zwei Milliliter Limettensaft mit 500 Mikrolitern Ethanol.

Geben Sie Wasser in LC-MS-Qualität bis zu einem Endvolumen von 10 Millilitern hinzu und schütteln Sie den Messkolben gründlich. Die vorbereitete Probe des verdünnten Limettensafts wird in ein 20-Milliliter-Space-Glasfläschchen mit Schraubverschluss und Septumkappe überführt. Bereiten Sie nun eine Spike-Probe vor, indem Sie zwei Milliliter Limettensaft, 10 Mikroliter der Limonen-Stammlösung und 490 Mikroliter Ethanol mischen.

Geben Sie Wasser in LC-MS-Qualität bis zu einem Endvolumen von 10 Millilitern hinzu und schütteln Sie den Messkolben gründlich. Schließen Sie eine Kohlendioxid-Gasflasche an den Gaszulauf eines Kohlendioxid-Extraktionssystems an. Öffnen Sie das Ventil im Gasregler.

Stellen Sie dann den Ausgangsdruck auf 1,5 bar ein. Verbinden Sie anschließend den Auslass der Extraktionskammer mit dem Einlass der Ionenquelle. Schließen Sie dann das Sprudelabsaugsystem an ein 12-Volt-Stromnetz an.

Richten Sie die Datenerfassungssoftware eines Dreifach-Quadropol-Massenspektrometers ein, das mit dem Sprudelextraktionssystem verbunden ist. Stellen Sie die Temperatur der Desolvationslinie auf 250 Grad Celsius und die Durchflussmenge des Trocknungsgases auf 15 Liter pro Minute ein. Wählen Sie dann die Datei mit der MS-Datenerfassungsmethode aus.

Es ist zu überprüfen, ob die Kollisionsspannung minus 20 Volt beträgt, das Hauptladeverhältnis des Vorläuferions 137 und die Fragmentionen-Hauptladungsverhältnisse 81 und 95 beträgt. Klicken Sie dann auf die Schaltfläche Einzellauf starten. Setzen Sie ein Probenfläschchen mit Hilfe der Schraubhalterung in das Sprudelextraktionssystem ein.

Drücken Sie die Starttaste auf dem LCD-Schild des Sprudelabsaugsystems. Während der automatisierte Extraktionsprozess abläuft, beobachten Sie die Entwicklung der Ionensignale auf dem Bildschirm des Triple-Quadropol-Massenspektrometers. Kohlendioxid wird in der einfachen Dann wird die einfache Kammer dekomprimiert, was zu einem Aufschäumen führt.

Nachdem der Extraktionsprozess mit Kohlensäure abgeschlossen ist, schrauben Sie das Probenfläschchen aus dem System ab. Wischen Sie die Rührspindel der Probe mit Zellulosegewebe ab. Waschen Sie dann die Spindel mit Ethanol und wischen Sie sie mit Zellulosetuch ab.

Trennen Sie nach dem Ausschalten der Stromversorgung das sprudelnde Extraktionsauslassrohr von der Ionenquelle. Schließen Sie dann das Ventil der Gasflasche und trennen Sie den Gasschlauch. Exportieren Sie extrahierte Ionenströme für das Hauptladungsverhältnis 81 aus der Datenerfassungssoftware des Dreifach-Quadropol-Massenspektrometers in ASCII-Dateien.

Klicken Sie zunächst auf Ordner auswählen und wählen Sie die Datendatei aus. Klicken Sie auf die Registerkarte Datei, wählen Sie Daten exportieren und wählen Sie Daten als ASCII exportieren. Wählen Sie Ausgabedatei, wählen Sie den Dateipfad aus und klicken Sie auf Öffnen.

Wählen Sie dann MS Chromatogramm (MC)Um die Daten in die Peakintegrationssoftware zu importieren und die Peakbereiche zu messen, wählen Sie auf der Registerkarte Datei die Option Importieren. Öffnen Sie die Datendatei, klicken Sie auf die Schaltfläche Ja und wählen Sie die Daten in den Spalten X und Y aus. Klicken Sie dann auf OK und wählen Sie die Option Auto Fit Peaks One Residuals.

Passen Sie nun den Extraktionspeak halbautomatisch an und stellen Sie sicher, dass die angepasste Kurve den experimentellen Datenpunkten folgt. Wählen Sie die Optionen List Peak Estimates und dann ASCII Editor. Kopieren Sie die Passergebnisse in die Zwischenablage.

Um die Peakbereiche in die Datenanalysesoftware einzugeben, geben Sie zuerst die Werte der Peakbereiche in die Spalte Y und die Konzentrationswerte in die Spalte X ein. Wählen Sie auf der Registerkarte Plotten die Option Symbol und Scatter aus. Wählen Sie dann auf der Registerkarte Analyse die Option Anpassung und Lineare Anpassung aus.

Die zeitlichen Peakbereiche der Extraktionsereignisse werden mit den Konzentrationen der Analyten in der flüssigen Probe korreliert, die einer Sprudelextraktion unterzogen wurde, was eine quantitative Analyse ermöglicht. In diesem Experiment wurde eine Doppelstandardausgabe durchgeführt, um die quantitativen Fähigkeiten der Technik zu demonstrieren. Hier ist eine Grafik dargestellt, die die zeitlichen Spitzenbereiche mit der Konzentration von Limonenstandard in Beziehung setzt, die der verdünnten Limettensaftprobe zugesetzt wurde.

Basierend auf den erhaltenen Steigungs- und Schnittwerten betrug die Limonenkonzentration in der verdünnten Limettensaftprobe 8,51 mal 10 bis minus fünf Mol pro Liter. Nach Multiplikation mit dem Verdünnungsfaktor betrug die Limonenkonzentration in der ursprünglichen Limettensaftprobe das 4,26-fache 10 zu minus vier Mol pro Liter. Einmal gemeistert, kann diese Technik in weniger als 10 Minuten durchgeführt werden, wenn sie richtig ausgeführt wird.

Beim Versuch dieses Verfahrens ist es wichtig, daran zu denken, die experimentellen Parameter korrekt einzustellen. Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie Sie Sprudelextraktionsgeräte einrichten und Extraktionen von echten Proben durchführen. Vergessen Sie nicht, dass die Arbeit mit Druckgas äußerst gefährlich sein kann und dass bei der Durchführung dieses Verfahrens immer Vorsichtsmaßnahmen wie das Tragen einer Schutzbrille getroffen werden sollten.